JPS6215878A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6215878A JPS6215878A JP60154717A JP15471785A JPS6215878A JP S6215878 A JPS6215878 A JP S6215878A JP 60154717 A JP60154717 A JP 60154717A JP 15471785 A JP15471785 A JP 15471785A JP S6215878 A JPS6215878 A JP S6215878A
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- Japan
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- laser oscillation
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- laser
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、弟１導電形式の半導体層上にレーザ発振部と
、受光部とが一体的に形成されている半導体レーザ装置
に関する。
、受光部とが一体的に形成されている半導体レーザ装置
に関する。
背景技術
典型的な先行技術は々第２図に示されでーる。
この半導体レーザ装置１は、ｎ型ＩｎＰ基板２上に、液
相エピタキシャル成長法によって、ｎ型ＩｎＰノイツ７
７層３と、ＩｎＧａＡｓＰ活性屑４と、Ｐ型ＩｎＰクラ
ッド／１５とがこの順序で成長される．基板２には、共
通電極６が形成され、またクラッド層５には、ストライ
プ電極７がそれぞれ形成される。
相エピタキシャル成長法によって、ｎ型ＩｎＰノイツ７
７層３と、ＩｎＧａＡｓＰ活性屑４と、Ｐ型ＩｎＰクラ
ッド／１５とがこの順序で成長される．基板２には、共
通電極６が形成され、またクラッド層５には、ストライ
プ電極７がそれぞれ形成される。
その後、ストライプ電極７には、ストライプ電極７に対
して垂直方向に、かつパフ７７層３にまで達する深さを
有する凹溝９が反応性イオンビームエツチング法などに
より形成される。この凹溝９によって半導体レーザ装置
１は、単一基板２上において、レーザ発振部１０と、受
光部１１とに分離さ−れる。レーザ発振部１０は、パフ
７７層３と、発光層４ａと、クラッド層５と、個別電極
７ａとによって構成される。受光部１１は、バッファ７
Ｉ３と、光検出層４ｂと、クラッド層５と、個別電極７
ｂとによって構成される。レーザ発振部１０からのレー
ザ光は、その両端面１０ａ、１０ｂ側に発振され、この
うち一端面１０ｂから発振されるレーザ光の一部は、受
光部１１の光検出／１４によって吸収され、電気信号と
して検出される。この受光［１１によってレーザ発振部
１０の出力光量をたえず監視し、レーザ発振部１０への
注入電流量を適当に調整するようにすることによって、
レーザ発振部１０からの光出力が、周囲の温度や戻り光
など、さまざまな要因によって変化するのを防いで、そ
の光出力を常に一定に保つことができる。
して垂直方向に、かつパフ７７層３にまで達する深さを
有する凹溝９が反応性イオンビームエツチング法などに
より形成される。この凹溝９によって半導体レーザ装置
１は、単一基板２上において、レーザ発振部１０と、受
光部１１とに分離さ−れる。レーザ発振部１０は、パフ
７７層３と、発光層４ａと、クラッド層５と、個別電極
７ａとによって構成される。受光部１１は、バッファ７
Ｉ３と、光検出層４ｂと、クラッド層５と、個別電極７
ｂとによって構成される。レーザ発振部１０からのレー
ザ光は、その両端面１０ａ、１０ｂ側に発振され、この
うち一端面１０ｂから発振されるレーザ光の一部は、受
光部１１の光検出／１４によって吸収され、電気信号と
して検出される。この受光［１１によってレーザ発振部
１０の出力光量をたえず監視し、レーザ発振部１０への
注入電流量を適当に調整するようにすることによって、
レーザ発振部１０からの光出力が、周囲の温度や戻り光
など、さまざまな要因によって変化するのを防いで、そ
の光出力を常に一定に保つことができる。
このような光出力の安定化は、半導体レーザの応用にお
いてきわめて重要な課題である。
いてきわめて重要な課題である。
上記先行技術では、レーザ発振部１０の出力光量の監視
用としての受光部１１の製造工程がきわめて複雑である
ことに鑑み、レーザ発振部１０と受光部１１とを同一基
板２上に集積化して、工程の簡略化を図るようにしてい
る。しかしながらし−ザ発振部１０側の発光層４ａと、
受光部１１側の光検出層４ｂとは、同時にエピタキシア
ル成長するため、光検出層４ｂは、通常的０．２μｍ程
度の厚みしかなく、しかも最も高い検出感度を与える不
純物濃度もレーザにとって最適の条件と異なっており、
その検出感度のみを高くしようとすれば、レーザ発振部
１０ｇＡの性能を犠牲にしなければなにないという問題
がある。また一方、レーザ光はレーザ発振部１０の一端
面１０ｂからその発光層４ａの厚み方向に大きく広がっ
て放射されるため、受光部１１側の光検出／［１１４ｂ
には、レーザ光のごく一部の光しか吸収されることがで
きず、このため受光部１１の検出感度を高くすることが
困難であった。またこのようなレーザ発振部１０と、受
光部１１との集積化によって半導体レーザ装置１の小形
化を図ることができる反面、その信頼性を向上させるこ
とができなかった。
用としての受光部１１の製造工程がきわめて複雑である
ことに鑑み、レーザ発振部１０と受光部１１とを同一基
板２上に集積化して、工程の簡略化を図るようにしてい
る。しかしながらし−ザ発振部１０側の発光層４ａと、
受光部１１側の光検出層４ｂとは、同時にエピタキシア
ル成長するため、光検出層４ｂは、通常的０．２μｍ程
度の厚みしかなく、しかも最も高い検出感度を与える不
純物濃度もレーザにとって最適の条件と異なっており、
その検出感度のみを高くしようとすれば、レーザ発振部
１０ｇＡの性能を犠牲にしなければなにないという問題
がある。また一方、レーザ光はレーザ発振部１０の一端
面１０ｂからその発光層４ａの厚み方向に大きく広がっ
て放射されるため、受光部１１側の光検出／［１１４ｂ
には、レーザ光のごく一部の光しか吸収されることがで
きず、このため受光部１１の検出感度を高くすることが
困難であった。またこのようなレーザ発振部１０と、受
光部１１との集積化によって半導体レーザ装置１の小形
化を図ることができる反面、その信頼性を向上させるこ
とができなかった。
発明が解決しようとする問題、α
要約すれば、半導体レーザの出力光を一定に制御するた
めの監視用の受光部１１を、レーザ発嘔部１０と同一基
板２上に同時一体に形成することにより、受光部１１の
検出効率を高くすることができない。
めの監視用の受光部１１を、レーザ発嘔部１０と同一基
板２上に同時一体に形成することにより、受光部１１の
検出効率を高くすることができない。
本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、レーザ光
の検出効率を高めるとともに、小形でしかも信頼性の高
い半導体レーザ装置を提供することである・。
の検出効率を高めるとともに、小形でしかも信頼性の高
い半導体レーザ装置を提供することである・。
問題点を解決するための手段
本発明は、レーザ発振部と受光部に亘って形成される第
１導電形式の半導体層と、 半導体層上に形ｒ＆され、レーザ発振部と受光部とに亘
って形成される活性層と、 レーザ発振部と受光部のうち、少なくともレーザ発振部
における活性層上に形成され、第１導電形式とは異なる
第２導電形式のクラッド層とを含み、 レーザ発振部と受光部との間には、半導体層の厚み方向
の一部分まで達する深さ゛を有する凹溝が形成されてお
り、 レーザ発振部の活性層は平板状であり、かつ受光部の活
性層はレーザ発振部の活性層を含む平面に対して傾斜し
ていることを特徴とする半導体レーザ装置である。
１導電形式の半導体層と、 半導体層上に形ｒ＆され、レーザ発振部と受光部とに亘
って形成される活性層と、 レーザ発振部と受光部のうち、少なくともレーザ発振部
における活性層上に形成され、第１導電形式とは異なる
第２導電形式のクラッド層とを含み、 レーザ発振部と受光部との間には、半導体層の厚み方向
の一部分まで達する深さ゛を有する凹溝が形成されてお
り、 レーザ発振部の活性層は平板状であり、かつ受光部の活
性層はレーザ発振部の活性層を含む平面に対して傾斜し
ていることを特徴とする半導体レーザ装置である。
作 用
本発明に従えば、段差を有する半導体基板の平坦部上に
レーザ発振部を形成するとともに、段差部上に受光部を
形成するようにしたので、受光部によるレーザ光の検出
効率を高めることが可能となるとともに、小形でかつ高
信頼の半導体レーザ装置を得ることができる。
レーザ発振部を形成するとともに、段差部上に受光部を
形成するようにしたので、受光部によるレーザ光の検出
効率を高めることが可能となるとともに、小形でかつ高
信頼の半導体レーザ装置を得ることができる。
実施例
第１図は、本発明に従う半導体レーザ装置３０の断面図
である。半導体レーザ装置３０を製造するにあたっては
、ｎ−ＩｎＰ基板２０の第２水平面２３をマスクして、
基板２０（１００）面をＨＣ，／系のエッチャントを用
いて、＜０１１＞方向にエツチングを行なう、マスクの
ｍｓには、高さ約２μ−の段差すなわち＃Ｓ１水平面２
１と、第２水平面２２−とに連なる傾斜面２２が形成さ
れる。この傾斜面２２の傾斜角度θは、たとえばＨＣ７
：Ｈ２０＝４二１ のエツチング液でエツチングした場
合、約２８度となる。このような段差を有する基板２０
上に、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて、
ｎ型不純物濃度がたとえば５ Ｘ １０ ”ａｍ’であ
る７μ纏厚のバッフ７層２４を、第１水平面２１、傾斜
面２２および第２水平面２３上に全面に亘って成長させ
る。さらに同じ方法でバッラアＮ２４上に、不純物が添
加されていないＩｎ１−ｘＧ ａｘＡ ３１− ｙＰ
ｙ（０≦Ｘ≦０．５．０≦ｙ≦１）から成る活性層２５
と、Ｐ型不純物濃度が５Ｘ１０１７Ｑｍ−”であるクラ
ッド層２６とを成長させた後、＜０１１＞方向にストラ
イプ電極２７を形成するとともに、基板２０側に共通電
極２８を形成する。
である。半導体レーザ装置３０を製造するにあたっては
、ｎ−ＩｎＰ基板２０の第２水平面２３をマスクして、
基板２０（１００）面をＨＣ，／系のエッチャントを用
いて、＜０１１＞方向にエツチングを行なう、マスクの
ｍｓには、高さ約２μ−の段差すなわち＃Ｓ１水平面２
１と、第２水平面２２−とに連なる傾斜面２２が形成さ
れる。この傾斜面２２の傾斜角度θは、たとえばＨＣ７
：Ｈ２０＝４二１ のエツチング液でエツチングした場
合、約２８度となる。このような段差を有する基板２０
上に、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて、
ｎ型不純物濃度がたとえば５ Ｘ １０ ”ａｍ’であ
る７μ纏厚のバッフ７層２４を、第１水平面２１、傾斜
面２２および第２水平面２３上に全面に亘って成長させ
る。さらに同じ方法でバッラアＮ２４上に、不純物が添
加されていないＩｎ１−ｘＧ ａｘＡ ３１− ｙＰ
ｙ（０≦Ｘ≦０．５．０≦ｙ≦１）から成る活性層２５
と、Ｐ型不純物濃度が５Ｘ１０１７Ｑｍ−”であるクラ
ッド層２６とを成長させた後、＜０１１＞方向にストラ
イプ電極２７を形成するとともに、基板２０側に共通電
極２８を形成する。
その後、ストライプ電極２７に対して垂直方向に反応性
イオンビームエツチング（ＲＩＢＥ法）により凹溝２９
を形成し、前述のようにレーザ発振部３１と受光部３２
とを有する半導体レーザ装置３０を得ることかできる。
イオンビームエツチング（ＲＩＢＥ法）により凹溝２９
を形成し、前述のようにレーザ発振部３１と受光部３２
とを有する半導体レーザ装置３０を得ることかできる。
レーザ発振部３１は、基板２０の第１水平面２１上に積
層形成された平坦状のバッファ層２４と、発光層２５と
、クラッド層２６と、個別電極２７ａとによって構成さ
れる。また受光部３２は、傾斜面２２およＶｆｊｒＪ２
水平面２３上に形成された段差状のバッフ７層２４と、
光検出／１２５ｂと、クラッド層２６と、個別電極２７
ｂとによって構成される。
層形成された平坦状のバッファ層２４と、発光層２５と
、クラッド層２６と、個別電極２７ａとによって構成さ
れる。また受光部３２は、傾斜面２２およＶｆｊｒＪ２
水平面２３上に形成された段差状のバッフ７層２４と、
光検出／１２５ｂと、クラッド層２６と、個別電極２７
ｂとによって構成される。
レーザ発振部３１のへき開面からのレーザ光は、凹溝２
９内で約２３度〜２８度の広がり角をもって放散される
。このレーザ光は、広がりをもった状態で受光部３２の
光検出ＮＪ２５ｂの受光面２５ｃから入射される。光検
出１２５ｂの光吸収断面は、受光面２５ｃに連なる第１
水平部３３と、第１水平ｌ５３３に連なり、基板２０の
傾斜面２２と平行な角度すなわち２８度で傾斜する傾斜
部３４と、傾斜ｆＩＳ３４に連なるｆＩｔＪ２水平部３
水平炉３５る。
９内で約２３度〜２８度の広がり角をもって放散される
。このレーザ光は、広がりをもった状態で受光部３２の
光検出ＮＪ２５ｂの受光面２５ｃから入射される。光検
出１２５ｂの光吸収断面は、受光面２５ｃに連なる第１
水平部３３と、第１水平ｌ５３３に連なり、基板２０の
傾斜面２２と平行な角度すなわち２８度で傾斜する傾斜
部３４と、傾斜ｆＩＳ３４に連なるｆＩｔＪ２水平部３
水平炉３５る。
このように光検出層２５ｂの光吸収断面を屈曲させるよ
うにしたことによって、従来の平坦な場合に比べてその
光吸収量を太き（することができる。 ｊしたがっ
て受光部３２の検出感度を高くすることができる。
うにしたことによって、従来の平坦な場合に比べてその
光吸収量を太き（することができる。 ｊしたがっ
て受光部３２の検出感度を高くすることができる。
本発明者の実験によれば、光検出ｆ＠ ２５ ａの傾斜
部３４の傾斜角度を、約２８度とした場合、レーザ発振
部３１の性能を犠牲にすることなく、受光部３２の出力
を従来上りも数倍大きくすることができることが確認さ
れた。一方、レーザ発振部３１のへき開面から出たレー
ザ光の広がり角度は、半値半幅でおよそ２３〜２８度で
あるため、できるだけ多くの光を受光部３２の光検出Ｊ
ＶＩ２５ｂに入射させるために、本実施例では、７μｍ
の値に設定している。
部３４の傾斜角度を、約２８度とした場合、レーザ発振
部３１の性能を犠牲にすることなく、受光部３２の出力
を従来上りも数倍大きくすることができることが確認さ
れた。一方、レーザ発振部３１のへき開面から出たレー
ザ光の広がり角度は、半値半幅でおよそ２３〜２８度で
あるため、できるだけ多くの光を受光部３２の光検出Ｊ
ＶＩ２５ｂに入射させるために、本実施例では、７μｍ
の値に設定している。
このように受光部３２の光検出層２５ｂに傾斜部３４を
形成することによって、以下に示す利点を得ることがで
きる。
形成することによって、以下に示す利点を得ることがで
きる。
（１）受光部３２の出力が大となり、その結果レーザ光
出力の安定化のための信号の信号対雑音比も向上し、レ
ーザ光出力の安定度を向上させること、 ができる。
出力の安定化のための信号の信号対雑音比も向上し、レ
ーザ光出力の安定度を向上させること、 ができる。
（２）レーザ発振部３１と受光部３２とを、同じ半導体
層によって形成したことによって、同一基板２０上への
集積化が可能となるため、装置の小形化および高信頼性
の向上を図ることができる。
層によって形成したことによって、同一基板２０上への
集積化が可能となるため、装置の小形化および高信頼性
の向上を図ることができる。
（３）ＨＣｌ系のエツチングによって容易に半導体基板
２０に段差を形成することができるので、生産工程の複
雑化を可及的に防ぐことができる。
２０に段差を形成することができるので、生産工程の複
雑化を可及的に防ぐことができる。
本発明に従う半導体レーザ装置は、通信レーザなと、広
範囲の技術分野に亘って実施されることができる。
範囲の技術分野に亘って実施されることができる。
効 果
以上のように本発明によれば、受光部の活性層をレーザ
発振部の活性層を含む平面に対して傾斜するようにした
ことによって、受光部の検出感度の向上を図ることがで
きる。これによって小形でしかも高信頼性を有する半導
体レーザ装置を得ることができる。
発振部の活性層を含む平面に対して傾斜するようにした
ことによって、受光部の検出感度の向上を図ることがで
きる。これによって小形でしかも高信頼性を有する半導
体レーザ装置を得ることができる。
第１図は本発明に従う半導体レーザ装置３０の断面図、
第２図は先行技術を説明するための図である。 １−．３０・・・半導体レーザ装置、２，２０・・・基
板、３．２４・・・バッフ７Ｎ、４．２５・・・活性層
、５．２６１０．クラッド層、６，７．８，２７．２８
・・・、電極、９゜２９・・・凹溝、１０．３１・・・
レーザ発振部、１１，３２・・・受光部 代理人 弁理士 西教 圭−炉 中 第２図
第２図は先行技術を説明するための図である。 １−．３０・・・半導体レーザ装置、２，２０・・・基
板、３．２４・・・バッフ７Ｎ、４．２５・・・活性層
、５．２６１０．クラッド層、６，７．８，２７．２８
・・・、電極、９゜２９・・・凹溝、１０．３１・・・
レーザ発振部、１１，３２・・・受光部 代理人 弁理士 西教 圭−炉 中 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 レーザ発振部と受光部に亘って形成される第１導電形式
の半導体層と、 半導体層上に形成され、レーザ発振部と受光部とに亘っ
て形成される活性層と、 レーザ発振部と受光部のうち、少なくともレーザ発振部
における活性層上に形成され、第１導電形式とは異なる
第２導電形式のクラッド層とを含み、 レーザ発振部と受光部との間には、半導体層の厚み方向
の一部分まで達する深さを有する凹溝が形成されており
、 レーザ発振部の活性層は平板状であり、かつ受光部の活
性層はレーザ発振部の活性層を含む平面に対して傾斜し
ていることを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60154717A JPS6215878A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 半導体レ−ザ装置 |
| DE8686305222T DE3668099D1 (de) | 1985-07-12 | 1986-07-07 | Laserhalbleiteranordnung. |
| EP86305222A EP0208527B1 (en) | 1985-07-12 | 1986-07-07 | A semiconductor laser apparatus |
| US06/880,167 US4771434A (en) | 1985-07-12 | 1987-06-30 | Semiconductor laser device with an integrated light-detecting area |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60154717A JPS6215878A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6215878A true JPS6215878A (ja) | 1987-01-24 |
| JPH0453116B2 JPH0453116B2 (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=15590423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60154717A Granted JPS6215878A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4771434A (ja) |
| EP (1) | EP0208527B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6215878A (ja) |
| DE (1) | DE3668099D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5665985A (en) * | 1993-12-28 | 1997-09-09 | Ricoh Company, Ltd. | Light-emitting diode of edge-emitting type, light-receiving device of lateral-surface-receiving type, and arrayed light source |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3836802A1 (de) * | 1988-10-28 | 1990-05-03 | Siemens Ag | Halbleiterlaseranordnung fuer hohe ausgangsleistungen im lateralen grundmodus |
| US4947400A (en) * | 1989-06-26 | 1990-08-07 | At&T Bell Laboratories | Laser-photodetector assemblage |
| US5349210A (en) * | 1993-02-02 | 1994-09-20 | Motorola, Inc. | Optical reading head with angled array |
| JP3323324B2 (ja) * | 1993-06-18 | 2002-09-09 | 株式会社リコー | 発光ダイオードおよび発光ダイオードアレイ |
| JP2001244570A (ja) * | 2000-02-29 | 2001-09-07 | Sony Corp | 半導体レーザ、レーザカプラおよびデータ再生装置、データ記録装置ならびに半導体レーザの製造方法 |
| JP2003115629A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-04-18 | Rohm Co Ltd | 光半導体装置 |
| JP2003198032A (ja) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Mitsubishi Electric Corp | 光素子、光素子モジュール及び光素子用キャリア |
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| US20070153868A1 (en) * | 2005-11-14 | 2007-07-05 | Applied Materials, Inc. Legal Department | Semiconductor laser |
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